Explique como a eletrização por indução pode ser usada para carregar um objeto sem contato direto.

Passo 1

O enunciado pede que a gente mostre como usar o princípio da eletrização por indução para carregar um objeto sem precisar encostar nele. O conteúdo envolve conceitos de campo elétrico, condutores e aterramento. Para resolver vamos precisar entender como as cargas livres dentro de um condutor se redistribuem na presença de uma carga externa e como o aterramento permite remover parte dessas cargas.

Passo 2

Suponha que você tenha uma barra metálica neutra (isto é, com cargas positivas e negativas em igual quantidade) e aproxima dela, sem contato, uma vareta carregada positivamente. O campo elétrico gerado pela vareta exerce força sobre as cargas livres do metal: as cargas negativas (elétrons) se atraem para o lado mais próximo da vareta, e as positivas ficam no lado oposto. Assim o condutor fica polarizado, com um excesso de elétrons num lado e falta de elétrons no outro.

Passo 3

Enquanto mantém a vareta carregada próxima, conecta o lado do condutor onde houve excesso de cargas positivas ao solo (terra). Pelo aterramento, elétrons livres da Terra sobem para o condutor e neutralizam essas cargas positivas. Dessa forma, a parte aterrada do metal recebe elétrons do solo até que a diferença de potencial seja igual ao da Terra.

Passo 4

Depois de esperar um instante para que o fluxo de elétrons do solo estabilize, você primeiro remove a conexão com o solo, “fechando” o condutor novamente isolado, mas agora com um excesso de elétrons que vieram da Terra. Em seguida afasta a vareta carregada para longe. Como a polarização era mantida pela presença dela, ao remover a fonte externa as cargas se redistribuem uniformemente pelo condutor.

Passo 5

O resultado é que o condutor ficou carregado negativamente (o sinal oposto ao da vareta) sem jamais ter havido contato direto entre a vareta e o objeto. O processo completo explorou a indução (separação de cargas pela ação de um campo externo) e o aterramento (remoção ou fornecimento de cargas pelo solo).

Resposta

Carrega-se o objeto aproximando-o de uma carga externa para polarizar suas cargas, ligando-o à Terra para permitir entrada ou saída de elétrons e depois desligando do solo e afastando a carga externa. Assim o objeto fica com carga oposta à da fonte, sem contato direto.

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